DE1801709A1

DE1801709A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung fadenverstaerkter Profilteile

Info

Publication number: DE1801709A1
Application number: DE19681801709
Authority: DE
Inventors: Goldsworthy Brandt William
Original assignee: GOLDSWORTHY ENG Inc
Current assignee: GOLDSWORTHY ENG Inc
Priority date: 1967-10-12
Filing date: 1968-10-08
Publication date: 1969-06-19
Also published as: DE1801709B2; US3576705A; FR1591117A; IL30814A; SE338665B; DE1801709C3; IL30814A0; GB1225535A

Description

PATENTANWÄLTE DR.E. WIEGAND DIPUNG. W. NIEMANN ^ DR. M. KOHLE« DIPL-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG

395314 2000 HAMBυRG 50, 7. Oktober 1968

TELEGRAMME:KARPATENT KDNIGSTRASSE 28

¥.13922/68 12/Me

Goldsworthy Engineering, Inc., Los Angeles, Kalifornien (V.St.A.)

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung fadenverstärkter Profilteile.

Die Erfindung betrifft fadenverstärkte Profile und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von fadenverstärkten A-Stufen-Profilen.

Zufolge von verschiedenen ihnen eigenen Nachteilen von Baumetallen wie Aluminium und Stahl haben Bauteile oder Bauprofile aus verstärkten Kunststoffen und Faserglas weite Verbreitung gefunden. Die Baumetalle sind als Konstruktionsmaterial nachteilig zufolge der teueren Ausrüstung, die erforderlich ist, um diese Materialien zu einer gewünschten Gestalt zu formen und weil solche Materialien korrodierenden Wirkungen leicht ausgesetzt sind. Weiterhin müssen solche Materialien dauernd gestrichen oder mit anderen Schutzüberzügen versehen werden. Außerdem ist es oftmals schwierig und teuer, eine gewünschte Gestaltung'auf die Außenfläche der Metallbauprofile aufzudrucken.

Es gibt eine Anzahl verfügbarer Vorrichtungen zum kontinuierlichen Erzeugen fadenverstärkter Profile. Jedoch werden bei allen verfügbaren Vorrichtungen die Profile während ihrcr Herstellung zu starrer Form gehärtet. Wenn die Matrix in einem fadenverstärkten Profil einmal gehärtet ist, kann das

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Profil im wesentlichen nicht mehr zu einer gewünschten Gestalt geformt oder gebogen werden. Als Ergebnis dieses Problems sind fadenverstärkte Profile bei vielen Anwendungen nicht verwendet worden, bei denen ihre Verwendung gegenüber der Verwendung von Metallprofilen einen großen Vorteil bieten würde.

Es ist daher der Hauptzweck der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von fadenverstärkten A-Stufen-Profilen zu schaffen.

Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, um stängenartige Bauelemente kontinuierlich herzustellen und sie für endgültiges Härten zum starren Zustand unwirksam zu machen.

Ein zusätzlicher Zweck der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß vorstehender Beschreibung zu schaffen, mit denen fadenverstärkte stangenartige A-Stufen-Profile in Massenproduktion und mit verhältnismäßig niedrigen Einheitskosten hergestellt werden können.

Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß vorstehender Beschreibung zu schaffen, um der Außenfläche eines fadenverstärkten Profils das gewünschte äußere Aussehen und eine gewünschte äußere Gestaltung zu erteilen.

Es ist auch ein Zweck der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß vorstehender Beschreibung zu schaffen, um fadenverstärkte A-Stufen-Profile zu schaffen, die in einer äußeren Hülle eingeschlossen sind und die für Härten und Verwendung zu einem späteren Zeitpunkt gelagert werden können.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Erzeugen fadenverstärkter Profile gemäß der Erfindung.

Pig. 2 ist eine senkrechte Schnittansicht nach Linie 2-2

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der Pig. 1.
Pig. 5 ist eine senkrechte Schnittansicht nach Lirie 3-3

der Pig. I.
Fig. 4 ist eine waagerechte Schnittansicht nach Linie 4-4

der Pig. 3.
Pig. 5 iet eine senkrechte Schnittansicht nach Linie 5-5

der Fig. 4 mit einer Luftdichtung gemäß der Erfindung. Fig. 6 ist eine senkrechte Schnittansicht nach Linie 6-6 der Fig. 4, wobei die Nahtschweißung der ausgerichteten Folie beim Verfahren gemäß der Erfindung wiedergegeben ist.

Fig. 7 ist eine schematische Ansicht, in der die mit dem Verfahren gemäß der Erfindung erzielte Art der Dichtung wiedergegeben ist. Fig. 8 ist eine schematische Ansicht von Formblöcken

zum Bilden des Profils gemäß der Erfindung. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für kontinuierliche Herstellung von stangenartigen fadenverstärkten Profilteilen im A-Stufen-Zustand oder B-Stufen-Zustand, wo das Profil kontinuierlich auf eine Spule oder Rolle gewickelt und für weitere Verwendung gelagert werden kann. Die Vorrichtung umfaßt allgemein ein Gatter mit einer Mehrzahl von Fadenspulen. Die Fäden werden von den Spulen abgewickelt und durch einen Harzbehälter geführt, um sie mit einer Harzmatrix zu imprägnieren. Die harzimprägnierten Fäden werden

in

dann durch einen Dichtring oder Abschlußring und/einen Vakuumbehälter geführt.

Eine kontinuierliche Bahn einseitig orientierter Kunststoffolie wird ebenfalls in den Vakuumbehälter geführt und in einem Umhüllungsrohr angeordnet. Das Rohr, das anfänglich flach ist, biegt sich zu vollständiger Umfangsform. Das harzimprägnierte Fadenmaterial oder Fasermaterial ist auf der Folie angeordnet und in der Folie eingeschlossen, wenn sie durch das Rohr läuft. Die Folie mit dem darin eingeschlossenen Fadenmaterial wird mittels einer Reibantriebsvorrichtung, die außer-

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halb des Vakuumbehälters angeordnet ist, kontinuierlich durch den Vakuumbehälter gezogen. Wenn die Kunststoffolie vollständig um das Fadenmaterial gewickelt ist, wird die Folie durch Ultraschallschweißung verschlossen, wodurch das ungehärtete Harz, mit welchem die Faserglasfäden imprägniert sind, nicht beeinflußt werden, so daß ein ungehärtetes stangenartiges Profil gebildet wird.

Wenn das von der Folie eingeschlossene Faserglas durch . das Rohr geführt wird, werden Luft und überschüssiges Harz: nach hinten gedrückt. Das Profil wird dann zum Schrumpfen der Kunststoffolie in einen Tunnelofen oder in ein Heißwasserbad . geführt. Die Temperatur beim Schrumpfvorgang ist genügend " niedrig, so daß keine Härtewirkung in dem Harz auftritt und das Harz ungehärtet belassen wird, d. h. in der sogenannten Α-Stufe belassen wird. Nach Bildung des Profils kann es zum Lagern auf irgendeinen üblichen Haspel, eine Rolle oder eine Spule gewickelt werden. Für gewisse Faden-Harz-Systeme ist es möglich, die Harzmatrix zu einem halbgehärteten Zustand, d. h. B-Stufe, zu härten, in welcher das harzimprägnierte Fadenmaterial teilweise gehärtet oder gelleifci.: ; ist-.

Wenn das Profil verwendet werden soll, kann es zu irgendeiner gewünschten Form gebogen oder gestaltet werden und für endgültige Verwendung in dieser Form gehärtet werden.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zum Erzeugen stangenartigen , fadenverstärkten A-Stufen-ProfiIs wiedergegeben. Die Vorrichtung umfaßt allgemein eine Grundplatte 1, die mit einem Gatter 2 versehen ist, welches eine Mehrzahl aufrechtstehender Gestelle aufweist. Sich nach oben und nach außen erstreckende Bolzen 3 sind an jedem der Gestelle 2¹ angeordnet, um übliche Fadenspulen, Vorgarnspulen oder Luntespulen 4 aufzunehmen. Die Fadenstränge werden durch ösen 5 geführt, die an den aufrechtstehenden Gestellen 2¹ angeordnet sind. Bei vielen Arbeitsvorgängen ist es erwünscht; das Gatter 2 von dem verbleibenden Teil der Vorrichtung zu trennen, um Gatter bequem austauschen zu können. Die Fadenstränge werden dann in einen Harzbehälter 6 ge-

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führt, der ebenfalls an der Grundplatte 1 angeordnet ist. " Der Behälter 6 ist an seinem linken Querende mit dner Rolle 7 versehen (Fig. 1). Die Fadenstränge werden dann unter eine Niederhalterolle 8 geführt, die nahe der Bodenwand 9 des Gefäßes 6 angeordnet ist. Die Fadenstränge werden dann zu einer zweiten Niederhalterolle 10 geführt, die am rechten Querende des Behälters 6 angeordnet ist, und dann durch zwei Abquetschrollen 11, die in der in Fig. 1 wiedergegebenen ■Weise an dem oberen Ende des Behäters 6 angeordnet sind. Es ist ersichtlich, daß die Rollen 11 dazu dienen, überschüssiges Harz und Luft von den Fadensträngen zu entfernen. Der Behälter 6 ist vorzugsweise mit heißem härtbaren flüssigen Harz gefüllt, reiches bei Erhitzen zu starrem Zustand gehärtet werden kann.

Bei der Erfindung können irgendwelche kontinuierliche natürliche oder synthetische Fäden verwendet werden, die zu einer gewünschten Gestalt gebogen werden können. Am meisten bevorzugt werden Glasfäden. Es ist jedoch zu bemerken, daß Borfäden und Fäden aus Lithiumkristallen und aus anderen gewachsenen Stangenkristallen (whisker cristals) verwendet werden können. Außerdem kann Metalldraht mit den Glasfäden für den Fall gemiaht werden, in dem es erwünscht ist, der erzeugten faserglasverstärkten Ausführung eine gewisse Art von Metallkörper hinzuzufügen, beispielsweise für elektrische Leitfähigkeit. Weiterhin können auch Quarzfäden verwendet werden.

Irgendein Material, das gewöhnlich flüssig ist oder das an einer gewissen Stufe des Verfahrens für eine Zeitperiode verflüssigt und erweicht werden kann, kann als Harzbinder oder als sogenannte Matrix verwendet werden. Die Matrix sollte ausreichend in die Fäden fließen und die Zwischenräume zwischen benachbarten Fäden ausfüllen, bevor Lagen oder Schichten von ihr durch Erhitzen oder Polymerisation starr gemacht werden. Weiterhin sollte die Matrix die Fähigkeit besitzen, an der Verstärkung anzuhaften. Einige Beispiele geeigneter Binder oder geeigneter Matrizes, die bei der Erfindung verwendet werden können, sind verschiedene thermoplastische Harze, wie Polyamid,

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Polyäthylen, Polypropylen, viele der Polycarbonate usw. Außerdem können wärmehärtende Harze, wie Polyesterharz, viele der Phenolharze und Epoxyharze usw. verwendet werden. Allgemein sollen die wärmehärtenden Harze in der Lage sein, bei Anlegen von Wärme oder bei Anwendung einer ähnlichen Arbeitsweise zum Auslösen des katalytischen Systems zu einer unlöslichen bei Erwärmungnicht erweichenden Masse geschmolzen zu werden. Andere Binder oder Matrizes sind Hartwachse, eutektische Keramiken, eutektische Metalle, synthetische Kautschuks, usw.

An der Grundplatte 1 ist rechts von dem Harzbehälter 6 eine AbstützausfUhrung 12 starr angeordnet, die allgemein zwei in Querabstand voneinander liegende Langstragschienen IJ aufweist, die auf die in den Fig. 1 bis J wiedergegebene Weise durch nach oben stehende Stützen 14 abgestützt sind. Die Schienen IJ und die Stützen 14 können in Gestalt irgendwelcher Standard-U-Bauteile vorhanden sein.

Die Fadenstränge werden als nächstes in ein Vakuumgehäuse 20 geführt, das eine linke Stirnwand 21, eine rechte Stirnwand 22 und eine ringförmige Seitenwand 2J aufweist.Die Stirnwände 21, 22 sind mittels Bolzen 24 abnehmbar befestigt. Weiterhin wird das Gehäuse 20 mittels Lagerarmen 24' an den Langstragschienen IJ befestigt. Das Gehäuse 20 bildet eine innere Vakuumkammer 25 und ist über ein Rohr 27 mit einer geeigneten Vakuumpumpe 26 und zugehöriger Ausrüstung verbunden. Das linke Ende der Wand 21 ist in geeigneter Weise mit einer öffnung versehen sowie mit einer Muffe bzw. einem Abdichtring 28 zum Führen der Fäden in die Kammer 25* die bzw. der vorzugsweise aus Neoprenkautschuk gebildet ist. Die Muffe 28 ist so dimensioniert, daß sie lediglich die Fadeastränge aufnehmen kann, so daß sie einen Abschluß hervorrufen kann, um eine Störung der Vakuumverbindungen in der Kammer 25 zu verhindern. Ein Trog 29 ist mit der linken Stirnwand 21 verbunden und endigt an dem Behälter 6, um irgendwelche kleine Mengen mitgeführten überschüssigen Harzes in den Behälter 6 zu führen, die an der Muffe 2"8 von dem Fadenbündel entfernt worden sind.

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In dem Gehäuse 20 ist mittels irgendeiner zweckentsprechenden Tragausführung ein Umhüllungsrohr JO angeordnet, das in den Fig. 3 und 4 im einzelnen dargestellt 1st. Das Rohr JQ ist um seine Längsachse gebogen und anfänglich aus ebenem Netallblech gebildet. Der Krümmungsradius nimmt entlang der Längsachse des Rohres 50 zunehmend ab, um eine Austritteöffnung 51 zu bilden. Es ist ersichtlich, daß das linke Ende des Rohres j50 (Fig. 4) nur geringfügig gebogen ist und im wesentlichen einen Aufnahmetrog 52 bildet, der weiterhin abwärts gebogen ist. Mit fortschreitender Erstreckung entlang des Rohres 50 zu dessen rechtem Ende sind die Längsränder nach d>en und nach innen gebogen, so daß das Rohr 50 eine Umdrehungsflache bzw. Rotationsfläche bildet, dren Umfang und Radius entlang der Längsachse des Rohres 50 abnehmen. Die beiden Längsränder des Rohres 50 sind nach oben gebogen, bis sie lediglich durch einen kleinen Abstand getrennt sind, wonach sie in Form von zwei im Abstand voneinander befindlichen gegenüberliegenden sich nach oben erstreckenden Flanschen 55 nach oben geführt sind, die durch einen Längsschlitz 54 getrennt sind. Es 1st ersichtlich, daß an der Stelle, an der das Rohr 50 mit den sich nach oben erstreckenden Flanschen 53 gebildet ist, der Durchmesser des.Rohres 50 etwa gleich dem Durchmesser der in das Rohr 50 geführten Fadenstränge ist. Das Rohr 50 kann auch durch Gießen aus Blechmetall gebildet sein oder es kann aus Kunststoff in irgendeinem üblichen Formgebungsvorgang gebildet sein.

Die obere Hälfte des rechten Endes des Rohres 50 ist für Aufnahme zweier Metallplatten 56 weggeschnitten, die einen Teil eines Joches 57 bilden, das seinerseits einer Ultraschallverschließeinrichtung 58 arbeitsmäßig zugeordnet ist. Die Ultrasshalleinrlchtung 58 ist von üblicher Ausführung und sie ist daher nicht im einzelnen dargestellt und wird auch nicht im einzelnen beschrieben. Jedoch haben die Platten 56 im wesentlichen die gleiche Größe und Gestalt wie der Teil der Flansche des Rohres 50, der entfernt worden ist und sie sind mit gegen-

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überliegenden ebenen Wänden 39 versehen, diedurch einen Längsspalt 41 getrennt sind.

Die rechte Stirnwand 22 ist mit einem Abgaberohr 42 versehen mit· einer ringförmigen Dichtung 43 aus Polytetrafluoräthylen zur Aufnahme der Fadenstränge, wenn diese durch das Vakuumgehäuse 20 gezogen werden.

An der Grundplatte 1 ist unter dem Gehäuse 20 eine Spindel 50 angeordnet, die eine Spule oder Rolle von einseitig orientierter Kunststoffolie 51 drehbar hält. Die Folie Oder die Bahn 51 wird zu der Vakuumkammer 25 über ein Vakuumabschlußtor 52 zugelassen, das an der Unterseite des

fc Gehäuses 20 angeordnet und in Fig. 5 vollständiger wiedergegeben ist. Das Vakuumabschlußtor 52 weist allgemein ein zylindrisches Rohr 53 auf, das an der Unterseite des Gehäuses 20 angeordnet ist und seinerseits mit einem waagerecht angeordneten Torrohr 54 in Verbindung steht, welches wiederum mit Stirnwänden 55 versehen ist. Das Rohr 54 ist mit einer mittleren Längsbohrung 56 versehen, um Druckfedern 57 aufzunehmen, die sich gegen Jede der Stirnwände 55 legen. Die Druckfedern 57 spannen Dichtungen 58 aus Polytetrafluoräthylen auf die in Fig. 5 wiedergegebene Welse in Eingriff miteinander. Die Dichtungen 58 sind in der Bohrung 56 verschiebbar angeordnet und mittels der Federn 57 in Eingriff miteinander gedrückt. Es ist somit ersichtlich, daß die Dichtungen 58 sich gegen die

) ebenen Flächen der Kunststoffolie 5I legen, wenn diese in dLe Kammer 25 läuft, so daß ein Vakuumabschluß gebildet ist. Die Kunststoffolie 51 ist am linken Ende des Rohres 30 auf die in Fig. 1 wiedergegebene Weise angeordnet und wird durch das Rohr 30 geführt. Die harzimprägnierten Faserstränge werden auf der oberen Fläche der Kunststoffolie 5I angeordnet und werden gleichzeitig mit dieser durch das Rohr 30 gezogen. Es ist ersichtlich, daß beim Ziehen der Kunststoffolie 51 durch das Rohr 30 die Längsränder der Folie 51 sich in Übereinstimmung mit der Querschnittsgestalt des Rohres 30 biegen. Weiterhin erstrecken sich die Längsränder der Kunststoffolie 5I in den

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Längsschlitz 34 zwischen den beiden aufrechtstehenden Flanschen 33. Betätigung der Ultraversiegelungseinrichtung 38 führt zum Versiegeln der oberen Längsränder der Kunststoffolie 51 um die Fadenstränge, wodurch die harzimprägnierten Fäden

sohall umschlossen werden. Jedoch wird durch die Ultrgnrersiegelunge derKunststoffolie 51 das wärmehärtbare Harz in keiner Weise beeinflußt. Außerdem ist ersichtlich, daß das Rohr 30 an seinem rechten Ende mit im wesentlichen der gleichen Querschnittsgestalt und Größe wie die umhüllten Fäden gebildet ist, Mittels dieser Ausführung wird Luft, die zwischen die Fadenstränge und die Folie 51 eingeführt werden kann, nach hinten gedrückt, wenn die umwickelten Stränge durch das Abgabeende 3I des Rohres 30 hindurchgezogen werden. Es ist nicht absolut notwendig, ein Vakuumgehäuse 20 zum Wickeln der Folie 51 um die Fadenstränge zu verwenden, jedoch ist eine solche Ausführung erwünscht. Es ist auch möglich, anstelle des dargestellten Formrohres 30 zum Wickeln der Folie 51 um die zusammengesetzten Fadenstränge Formrollen zu verwenden. In vielen Fällen haben sich kautschukgefüllte Formrollen zum Beseitigen irgendeiner Möglichkeit von Falten od. dgl. in der Folie als wirksam erwiesen.

Kunststoffolien, die in Verbindung mit der Erfindung verwendet werden können, sind einige der Vinylmischpolytnerisate, beispielsweise Vinylidenchlorid. Das wichtige Kriterium ist, daß die Folie einachsig bzw. einseitig orientiert sein muß, so daß sie nur in einer Richtung schrumpft. Andere Foslien, die in Verbindung mit der Erfindung verwendet werden können, sind thermoplastische Materialien, beispielsweise Styrol, Styrolbutadienmischpolymerisate, Mylarfolien, Polyäthylen, eilige der Polyvinylalkohole usw.

Die Gestaltung auf dem Oberflächenfinish der Folie wird in geeigneter Weise auf das Gebilde aus harzimprägnierten Fäden übertragen, und, wenn die Folie nach dem Härten des zusammengesetzten Gebildes entfernt wird, ist die Gestaltung an der Folie auf die Außenfläche des zusammengesetzten Gebildes

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übertragen. Prägungen auf der Oberfläche der Folie können ebenfalls auf die Oberfläche des zusammengesetzten Gebildes übertragen werden.

Der an dem Harz verwendete Katalysator hängt von der Art des angewendeten Arbeitsvorganges ab. Es istmöglich, einen durchscheinenden oder durchsichtigen Profilteil zu erhalten, so daß ein Ultraviolettkatalysator verwendet werden kann, beispielsweise Benzoin. Dies ist ein bevorzugter Katalysator, da er zu einer minimalen exotherm!sehen Reaktion und einer minimalen Harzschrumpfung führt. Katalysatoren wie Benzylpero?cyd können im Fall von Wärmehärtung verwendet werden. Es ist weiterhin möglich, einen Farbstoff, ein Pigment oder Füllmaterial dem Harz zuzugeben, so daß es in die Fäden imprägniert wird, wenn es in das Vakuumgehäuse 20 geführt wird. Beispielsweise kann es erwünscht sein, das Kunststoffmaterial mit goldglänzendem Material zu imprägnieren, wobei dieses Material dem Harzbehälter 6 zugegeben wurde.

Es ist weiterhin möglich, eine zweite Kunststoffolie 60 zu verwenden, die auf einer Spindel 6l getragen ist, die ihrerseits auf die in Fig. 1 wiedergegebene Weise an der Grundplatte 1 befestigt ist. Die Kunststoffolie 60 kann als dekorativer Überzug verwendet und weiterhin auf das harzimprägnierte Faserglas gewickelt werden. Die Folie 60 wird ebenfalls durch das Vakuumabschlußtor 52 in die Vakuumkammer 25 geführt. In dem Fall, daß es erwünscht ist, die dekorative Folie 60 zusammen mit der Folie 51 zu verwenden, wird die dekorative Folie möglicherweise auf das harzimprägnierte Faserglas aufgewickelt und die durch Wärme schrumpfbare Folie 51 wird darum angeordnet. Im wesentlichen schafft die durch Wärme schrumpfbare Folie 51 die äußere Umhüllung. Wenn beide Folien 60, 51 verwendet werden, verbleibt die dekorative Folie 60 auf der Außenfläche des Faserglasprofils.

Das umhüllte Fadenmaterial wird danach in eine Schrumpfzone 62 geführt, die ein äußeres Gehäuse 6]5 aufweist, das auf die in Fig. 1 wiedergegebene Weise an den Längstragschienen

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IJ angeordnet 1st. Das Gehäuse 63 ist mit einem üblichen Heizelement 64 zum Erhitzen der Folie 51 auf die gewünschte Temperatur versehen, wodurch bewirkt wird, daß die Folie 51 rund um die Außenfläche des harzimprägnierten Fadenmaterials schrumpft. Die Temperatur des Heizelementes 64 wird sorgfältig gesteuert, so daß lediglich genug Wärme geschaffen ist, um die Kunststoffolie 51 zu schrumpfen, wobei Jedoch der Katalysator in der Harzmatrix nicht zur Wirkung gebracht wird. Allgemein wird die Schrumpfzone auf einer Temperatur von etwa 60° C bis 120° C (140° F bis 250° F) gehalten. Die Harzmatrix wird nicht aktiviert und das so gebildete Profil befindet sich noch in der A-Stufe. Das Schrumpfen der Folie 51 ist eine Zeit-Temperatur-Funktion und daher werden die Temperaturen in der Schrumpfzone durch die Arbeitsgeschwindigkeit gesteuert bzw. bestimmt. Es ist ersichtlich, daß die Kunststoffolie 51 verändert, daß irgendein Teil des Katalysators verdampft oder daß von ihm irgendeine Oxydation erzeugt wird, da die Matrix mit Luft nicht in Berührung kommt. Es ist möglich, das harzimprägnierte Fasermaterial in der Schrumpfzone 62 auf eine Temperatur zu erhitzen, bei welcher die Harzmatrix teilweise in den Gelzustand gebracht ist bzw. so aktiviert ist, daß sie sich in der sogenannten-B-Stufe befindet. Außerdem kann eine zweite Heizzone verwendet werden,wenn es gewünscht wird, das Harz in den B-Stufen-Zustand zu härten.

Der Film wird mittels einer Reibantriebseinrichtung, die als Zugeinrichtung 70 wirkt, durch das Vakuumgehäuse 20 und die Schrumpfzone 62 gezogen. Die Reibantriebseinrichtung ist auf einer Antriebsstange 71 angeordnet, die ihrerseits auf de in Fig. 1 wiedergegebene Weise an der Grundplatte 1 drehbar angebracht ist. Die Antriebswelle 71 ist mit einer Scheibe 72 versehen, die mit einer passenden Antriebsscheibe 73 eines üblichen Elektromotors 74 zusammenarbeitet. Ein Antriebsriemen 75 ist um die Scheiben 72, 73 gezogen. Eine Anzahl von Windungen des Profils ist um das Reibrad 70 gewickelt, wonach das Profil zum Aufwickeln auf eine Spule 77 über eine Rolle 76

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geführt wird. Es ist jedoch zu bemerken, daß andere Ausführungsibrmen von Zugeinrichtungen verwendet werden können, beispielsweise zwei angetriebene Räder, zwei im Eingriff stehende bewegliche Zugriemen oder sich hin- und herbewegende Greifblöcke. In vielen Fällen ist gefunden worden, daß anstelle des Reibantriebs eine einzelne Unterzugtrommel oder Überzugtrommel wirksam verwendet werden kann.

Aus Fig. 1 ist weiter ersichtlich, daß die Spule 77'auf einertblichen Spindel 78 angeordnet ist, die ihrerseits durch in Querabßtand liegende Führungen 79 gehalten\Lst, die jeweils auf den Tragschienen Ij3 angeordnet sind. Die Spule 77 wird von einem Antriebsrad 80 angetrieben, das von einem üblichen Elektromotor 8l angetrieben ist. Es 1st somit ersichtlich, daß die Zugeinrichtung 70 lediglich dazu bestimmt ist, das Profil durch das Vakuumgehäuse 20 und die Schrumpfzone 62 mit gewünschter Geschwindigkeit zu ziehen. Weiterhin wird das Profil mit dieser gewünschten Geschwindigkeit auf die Spule 77 gewickelt. Nachdem das Profil auf die Spule 77 gewickelt worden 1st, kann es bis zur weiteren Verwendung während langer Zeitperioden gelagert werden. Allgemein ist es erwünscht, das Profil bei einer Temperatur zu lagern, die etwa 4,4° C (40° F) nicht überschreitet.

Bei der Verwendung kann ein Profil in irgendeiner gewünschten Gestalt gehärtet werden. Beispielsweise schafft die Ausführung gemäß Fig. 8 einen typischen Formblocksatz 85, der zwei L-förmige Führungen 86 und zwei Rollen 87 aufweist. Es ist ersichtlich, daß durch Anordnen eines Abschnitts des sich in der Α-Stufe oder in der B-Stufe befindlichen Profiles in einem geeigneten Formelement das Profil zu einer gewünschten Form gebogen werden kann. Diese gewünschte Form stellt einen Teil des Stuhlrahmens dar. Nach Biegen des Profils zu dieser Form kann es in den C-Zustand bzw. in den starrer* Zustand gehärtet bzw. erwärmt werden. Es ist zu bemerken, daß irgendein üblicher Gestaltungsmechanismus verwendet werden kann und daß das Profil zu irgendeiner gewünschten Form gebogen werden kann.

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Irgendein üblicher Härtungsmeohanismus kann verwendet werden, um Erweichen oder Schmelzen und Aktivieren des Katalysatorsystems in irgendeinem wärmehärtenden Harz zu erhalten. Allgemein wird das Verfahren der Erwärmung so ausgewählt, daß richtige Energie zum Erwärmen eines besonderen Materials geschaffen ist. Es ist möglich, Infrarotheizung, erhitzte Luft oder erhitztes Gas in vielen Systemen zum Härten der Harzmatrix zu verwenden. Ultravioletthärten und Radlofrequenzerhit^ung sind ebenfalls sehr vorteilhaft zum Härten der Ha>zmatrix in dem Profil gemäß der Erfindung. Die Radiofrequeniägeneratoren, diezum Härten der Matrix verwendet werden, arbeiten allgemein im VHP- oder UHP-Bereich. Ein solches Erhitzungsverfahren ist in der USA Patentschrift 2 871 9II vollständig beschrieben und es werden allgemein Frequenzen wie 13*5 MHz, 27,1 MHz und 40,6 MHz verwendet.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Erzeugen faserverstärkter oder fadenverstärk'ter Profilteile, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fadenmaterial oder Fasermaterial mit einer härtbaren Matrix imprägniert wird, das imprägnierte Faden- oder Fasermaterial in eine biegsame Folie gewickelt wird, die Ränder der Folie verschlossen werden ohne die Matrix zu härten und daß die Folie um das imprägnierte Faden- oder Fasermaterial zum festen Einschließen des Materials in der Folie schrumpfen gelassen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Wickeln des Fadenmaterials in die Folie überschüssiges Harz und Luft aus dem Fadenmaterial entfernt werden.

j5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienränder durch Ultraschall verschlossen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienränder mittels Wärme verschlossen werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schrumpfen der Folie durch Führen der Folie in eine erhitzte Zone ausgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß beim Einwickeln des Fadenmaterials in die Folie Luft mit Bezug auf das Fadenmaterial rückwärts gedrückt

. wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenmaterial und die Folie in eine Zone verringerten Drucks gedrückt werden und das Einwickeln in der Zone verringerten Drucks ausgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet,

daß die Folienränder in der Zone verringerten Drucks verschlossen werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das imprägnierte Fadenmaterial nach Schrumpfen

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der Folie im Α-Zustand verbleibt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Schrumpfen der Folie das imprägnierte Fadenmaterial in den B-Zustand bzw. teilweise gehärtet wird.

11. Verfahren naoh einem d?r Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine an der Innenfläche der Folie ge bildete geeignete Gestaltung auf das Fadenmaterial übertragen wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie hauptsächlich in der einen Richtung quer zur Längsachse d?s Fadenmaterials geschrumpft wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Oestalt und Oberflächenfinish des Fadenmaterials im wesentlichen durch d,ie Folie hervorgerufen wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis Ι}, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Folie um die biegsame Folie gewickelt wird.

15. Nicht gehärteter fadenverstärkter Gegenstand, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Fadensträngen, von denen ein wesentlicher Teil mit ausgerichteter Längsachse vorhanden ist, eine härtbare Matrix, die um die Stränge verteilt ist und sich im ungehärteten Zustand befindet und durch eine luftdichte Kunststoffolie, welche die Fadenstränge vollständig umgibt.

16. Gegenstand nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet, daß er kreisförmigen Querschnitt hat.

17. Gegenstand nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden Faserglasfäden sind.

18. Gegenstand nach einem der Ansprüche 15 bis 17» dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix ein wärmehärtbares flüssiges Harz ist.

19. Gegenstand nach einem der Ansprüche 15 bis l8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenstränge eine Gestalt und ein Oberflächenfinish haben, die von der Folie erteilt sind.

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21. Verfahren zum Herstellen fadenverstärkter Profilteile, dadurch gekennzeichnet, daß FadenmataLal mit einer härtbaren Matrix imprägniert und ein zusammengesetztes Gebilde erzeugt wird, das imprägnierte Fadenmaterial in eine biegsame Folie gewickelt wird, die Ränder der Folie verschlossen werden, um das Fadenmaterial ohne Härten des zusammengesetzten Gebilafes zu umschließen, die Folie um das zusammengesetzte Gebilde gesahrumpft wird, um das zusammengesetzte Gebilde in der Folie zu

und daß umschließen, um es im Α-Zustand zu halten,/das zusammengesetzte

Gebilde zu einer gewünschten Gestalt geformt und gehärtet wird, W um einen starren Profilteil zu bilden.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß des Oberflächenfinish des zusammengesetzten Gebildes im wesentlichen durch die Folie erteilt wird.

23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Folie um die biegsame Folie gewickelt ist.

24. Vorrichtung zum Erzeugen fadenverstärkter Profilteile, gekennzeichnet durch eine Zufuhr (2) von Fadensträngen, einer der Zufuhr zugeordneten Einrichtung (6 bis 10) zum Imprägnieren der Fadenstränge mit einer härtbaren Matrix, eine biegsame Kunststoffolie (5I) mit zwei Umfangsrändern, eine Einrichtung (30) zum Wickeln der Folie um die Fadenstränge, eine Einrichtung zum Verschließen der Umfangsränder der Folie, um die Fadenstränge in der Folie zu umschließen, und durch eine Einrichtung (62) zum Schrumpfen der Folie um die Fadenstränge, um einen Profilteil zu bilden.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsränder die Längsränder der Folie (5I) sind.

26. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (51) eine einseitig orientierte Folie ist, die in einer Abmessung geschrumpft werden kann.

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Folie (51) in der Richtung quer zur Längsachse des Fadenmaterials schrumpfbar ist.

28. Vorrichtung nach einem der A-nsprüche 24 bis 27, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Entfernen überschüssigen Harzes von dem Fadenmaterial.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verschließen der Folienränder eine Ultraschallverschließeinrichtung ist.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Schrumpfen der Folie (51) eine Heizzone (62) ist.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Verschließen der Folienränder in einer Vakuumkammer (25) angeordnet ist.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 3I, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum umhüllenden Wickeln der Folie (51) um das Fadenmaterial ein Rohr (30) aufweist, das für Aufnahme der Umfangsränder der Folie mit einem Längsschlitz versehen ist.

33· Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rohr (30) eine Einrichtung (28) zugeordnet ist, um Luft aus der Folie zu drücken, wenn sie um die Fadenstränge gewickelt wird.

34. Vorrichtung nach Anspruch 32 oder 33, gekennzeichnet durch eine Zugvorrichtung (70 bis 74) zum Ziehen des Profilteiles durch das Rohr (30).

35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 32 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (j5O) mit Bezug auf seine Längsachse einen abnehmenden Krümmungsradius hat.

36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 35, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Wickeln einer zweiten biegsamen Folie (60) um die erste Folie 51·

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